察打一體無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

韓 偉， 宗 劍

（江蘇航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 江蘇 鎮(zhèn)江 212134）

0 引言

察打一體無(wú)人機(jī)是在偵察無(wú)人機(jī)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而來(lái)。它具滯空時(shí)間長(zhǎng)，攻擊節(jié)奏快，打擊范圍廣等優(yōu)勢(shì)，并且可以適應(yīng)信息戰(zhàn)，適合裝備快速反應(yīng)部隊(duì)[1]。目前，世界各國(guó)的軍隊(duì)都認(rèn)為察打一體無(wú)人機(jī)是未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展的主流之一，能夠搶奪一部分有人機(jī)的市場(chǎng)。而隨著當(dāng)前民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)越來(lái)越大， 不斷涌現(xiàn)出各種各樣的無(wú)人機(jī)制造公司， 研究先進(jìn)的察打一體無(wú)人機(jī)可以給這些公司提供更多的設(shè)計(jì)靈感，豐富民用無(wú)人機(jī)的種類(lèi)。 比如：基于軍用察打一體無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)的警用察打一體無(wú)人機(jī)，邊防海關(guān)使用的巡邏無(wú)人機(jī)， 農(nóng)林部門(mén)使用的長(zhǎng)航時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)。

本文以美國(guó)、 歐洲和中國(guó)的一些代表當(dāng)前先進(jìn)水平的察打一體無(wú)人機(jī)如X-47B 無(wú)人機(jī)、 神經(jīng)元無(wú)人機(jī)、利劍無(wú)人機(jī)等為例， 闡述了這些無(wú)人機(jī)性能特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀， 并對(duì)未來(lái)察打一體無(wú)人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)前景進(jìn)行了分析和展望。

1 察打一體無(wú)人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 美國(guó)察打一體無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

美國(guó)作為世界上唯一的超級(jí)大國(guó)， 在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的研發(fā)和裝備也處于第一梯隊(duì)，遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家。 其裝備的無(wú)人機(jī)數(shù)量、種類(lèi)均位居世界第一，技術(shù)成熟度和先進(jìn)性遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家。

X-47B 作為美國(guó)新一代高端察打一體無(wú)人機(jī)， 是可以與第三代戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)抗中生存下來(lái)的先進(jìn)察打一體無(wú)人機(jī)。 同時(shí)也是可以在戰(zhàn)爭(zhēng)中作主力使用的攻擊型無(wú)人機(jī)。它是美國(guó)無(wú)人機(jī)技術(shù)在智能、 隱身和高性能領(lǐng)域發(fā)展的重要結(jié)晶。 X-47B 可執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)滲透襲擊、破壞敵方防空系統(tǒng)、電子雷達(dá)信號(hào)收集、戰(zhàn)場(chǎng)偵察和監(jiān)視、前線空中支援和電子戰(zhàn)任務(wù)。 X-47B 顛覆了傳統(tǒng)的察打一體無(wú)人機(jī)，比之前的察打一體無(wú)人機(jī)先進(jìn)了一代。 它相比同類(lèi)無(wú)人機(jī)有三個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：

（1）出色的隱身性能。X-47B 采用類(lèi)似于B-2 的氣動(dòng)外形，并且尺寸比B-2 小得多。 此外，使用S 形進(jìn)氣口，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的飛機(jī)前/后邊緣以及新開(kāi)發(fā)的隱形復(fù)合材料進(jìn)一步增強(qiáng)了隱身性。

（2）出色的作戰(zhàn)能力。X-47B 的長(zhǎng)度為11.65 米，翼展為18.9m。 機(jī)翼折疊起來(lái)，以最大化利用航空母艦甲板上的空間[2]。X-47B 無(wú)人機(jī)在飛機(jī)腹部設(shè)計(jì)了兩個(gè)內(nèi)置武器艙，可以攜帶2043kg 武器，X-47B 可攜帶各種先進(jìn)的傳感設(shè)備和精確制導(dǎo)導(dǎo)彈。巡航飛行高度達(dá)到12.2km，最高時(shí)速850km/h，作戰(zhàn)半徑近3000km，最大滯空時(shí)間30h[3]。

（3）出色的智能性能。X-47B 是人類(lèi)歷史上第一個(gè)不用人類(lèi)控制就可以實(shí)現(xiàn)起飛和降落的無(wú)人機(jī)，見(jiàn)圖1。 它通過(guò)先進(jìn)的傳感器和機(jī)載計(jì)算機(jī)附帶的控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)起飛和著陸， 它還可以通過(guò)先進(jìn)的機(jī)載計(jì)算機(jī)支持， 實(shí)現(xiàn)人工智能， 讓它擁有類(lèi)似人類(lèi)的思考能力， 從而讓它具有強(qiáng)大的獨(dú)立決策能力和獨(dú)立執(zhí)行任務(wù)能力[4]。

圖1 X-47B 無(wú)人機(jī)

1.2 歐洲察打一體無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

圖2 神經(jīng)元無(wú)人機(jī)

歐洲一直重視自身航空工業(yè)的發(fā)展， 不斷地在航空工業(yè)領(lǐng)域投入巨資。因此，歐洲同樣在察打一體無(wú)人機(jī)的研發(fā)方面投入了大量資源，特別是在隱身技術(shù)出現(xiàn)后，歐洲將隱身技術(shù)引入到無(wú)人機(jī)領(lǐng)域。 90 年代后期歐洲開(kāi)始了隱身無(wú)人機(jī)的開(kāi)發(fā)工作。 歐洲國(guó)家依托其強(qiáng)大的技術(shù)儲(chǔ)備，在高性能隱身無(wú)人攻擊機(jī)研發(fā)方面，各國(guó)進(jìn)行獨(dú)立或合作開(kāi)展研究工作。

神經(jīng)元無(wú)人機(jī)由法國(guó)達(dá)索公司牽頭，希臘、意大利、西班牙、 瑞典和瑞士等國(guó)聯(lián)合參與研發(fā)的新型隱身察打一體無(wú)人機(jī)，代表了目前歐洲無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的最先進(jìn)水平。據(jù)法國(guó)軍備裝備管理局無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)項(xiàng)目經(jīng)理的說(shuō)法。神經(jīng)元項(xiàng)目是為了滿(mǎn)足軍方對(duì)高度隱形作戰(zhàn)平臺(tái)的需求而成立的，低可觀察性是神經(jīng)元項(xiàng)目的第一要求。神經(jīng)元無(wú)人機(jī)的機(jī)翼前緣有50°的后掠角，精心設(shè)計(jì)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)外形，S 形進(jìn)氣道以及超級(jí)隱形材料的使用使雷達(dá)散射面積被壓縮到極致。

從目前的神經(jīng)元無(wú)人機(jī)試飛狀況得知， 神經(jīng)元技術(shù)驗(yàn)證機(jī)長(zhǎng)9.3m，寬12.5m，見(jiàn)圖2。體積大小約為生產(chǎn)型的3/4，起飛質(zhì)量為6700kg，最大升限10km，航程約800km，飛行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12h，有2 個(gè)機(jī)內(nèi)武器艙，依托機(jī)載高性能計(jì)算機(jī)能夠提高神經(jīng)元無(wú)人機(jī)任務(wù)規(guī)劃能力， 能夠在敵人防區(qū)外用精確制導(dǎo)導(dǎo)彈進(jìn)行精確打擊， 壓制敵人的防空力量， 具備突防攻擊和類(lèi)似F-35 的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)能力[5]。 從目前的市場(chǎng)反應(yīng)來(lái)看，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，神經(jīng)元的生產(chǎn)型將對(duì)無(wú)人機(jī)的出口市場(chǎng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊， 結(jié)束美國(guó)在先進(jìn)察打一體無(wú)人機(jī)的壟斷地位。

1.3 中國(guó)察打一體無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

由航空工業(yè)沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)， 洪都公司制造的工程試驗(yàn)機(jī)——利劍無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)三年試生產(chǎn)， 在江西一家飛機(jī)制造廠公開(kāi)下線，隨后進(jìn)行了密集的地面測(cè)試。

中國(guó)因此成為了世界上第三個(gè)試飛大型隱身無(wú)人攻擊的國(guó)家，這是中國(guó)在世界航空技術(shù)領(lǐng)域的一大進(jìn)步，它標(biāo)志著中國(guó)進(jìn)入世界無(wú)人機(jī)研發(fā)領(lǐng)域的頂級(jí)行列。

利劍無(wú)人機(jī)的氣動(dòng)外形類(lèi)似于X-47B， 機(jī)身大量使用復(fù)合材料，見(jiàn)圖3，它具有良好的隱身能力和戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。然而利劍無(wú)人機(jī)的尾部噴嘴未進(jìn)行隱身設(shè)計(jì)，而是直接暴露，破壞了利劍的隱身性。 美國(guó)X-47B、歐洲神經(jīng)元無(wú)人機(jī)尾噴口均做了隱身設(shè)計(jì)，盡可能地提高飛機(jī)的紅外隱身性。 而國(guó)產(chǎn)隱身戰(zhàn)機(jī)殲-20 的尾噴口也沒(méi)有做到尾流抑制技術(shù)。 這表明中國(guó)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域落后于西方世界，仍需在發(fā)動(dòng)機(jī)的隱身技術(shù)方面做出更多努力。

圖3 利劍無(wú)人機(jī)

2 察打一體無(wú)人機(jī)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

從世界各無(wú)人機(jī)技術(shù)強(qiáng)國(guó)在察打一體無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的研究表明，察打一體無(wú)人機(jī)正向著隱身化、智能化、協(xié)同作戰(zhàn)、互通性、更長(zhǎng)航程、更大載荷能力、更強(qiáng)的信息采集和處理能力方向發(fā)展。 未來(lái)察打一體無(wú)人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：

2.1 隱身性更強(qiáng)

強(qiáng)大的隱身技術(shù)提高了無(wú)人機(jī)的隱身能力， 在防御方面，降低了察打一體無(wú)人機(jī)的可探測(cè)性，從而確保其能夠在敵方雷達(dá)的搜索下保障安全。在進(jìn)攻方面，它可以大幅度減少防守方的感知和防守范圍，使其無(wú)法發(fā)現(xiàn)。該機(jī)在進(jìn)攻時(shí)，可以通過(guò)自身的隱身優(yōu)勢(shì)攻擊防守方，使防守方失去反擊能力， 并在后續(xù)的第二波空襲中增強(qiáng)自身的攻擊能力。 隱形技術(shù)大大提高了察打一體無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)能力， 使其能夠在察打一體無(wú)人機(jī)的未來(lái)發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

將會(huì)有越來(lái)越多類(lèi)似X-47B、神經(jīng)元、利劍等先進(jìn)的隱形無(wú)人機(jī)被研發(fā)出來(lái)， 察打一體隱身無(wú)人機(jī)將成為未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展的重要方向。

2.2 智能性更強(qiáng)

未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變， 依賴(lài)手動(dòng)控制的察打一體無(wú)人機(jī)將越來(lái)越多地暴露出各種致命且無(wú)法彌補(bǔ)的缺陷。以美國(guó)海軍為例，美國(guó)軍方還沒(méi)有真正意義上的智能無(wú)人機(jī)。X-47B 也僅僅是最接近無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)需求的，其智能化水平依然很低，達(dá)不到替代有人駕駛戰(zhàn)斗轟炸機(jī)水平，它仍然需要依賴(lài)地面站對(duì)它們進(jìn)行操控。 這不僅要增加作戰(zhàn)人員編制，使作戰(zhàn)部隊(duì)人員顯得臃腫。 還因?yàn)樵趹?zhàn)場(chǎng)上，無(wú)人機(jī)和地面站之間的通信系統(tǒng)信息傳輸?shù)臅r(shí)間遲滯和操作人員對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)信息掌控不全面， 導(dǎo)致察打一體無(wú)人機(jī)在愈發(fā)激烈的戰(zhàn)斗中越顯笨拙、緩慢和滯后，嚴(yán)重限制了戰(zhàn)斗力。

因此，使下一代無(wú)人機(jī)具有自動(dòng)控制、獨(dú)立決策和獨(dú)立思考能力等智能化功能變得尤為重要。 從目前世界先進(jìn)察打一體無(wú)人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看， 未來(lái)察打一體無(wú)人機(jī)的機(jī)載智能設(shè)備所占有的比重將越來(lái)越多。

2.3 協(xié)同性更強(qiáng)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是一整個(gè)體系的對(duì)抗， 將更加注重整體作戰(zhàn)能力。 察打一體無(wú)人機(jī)將告別過(guò)去單槍匹馬的作戰(zhàn)方式，聯(lián)合性對(duì)于察打一體無(wú)人機(jī)變得越來(lái)越重要。無(wú)人機(jī)與有人機(jī)之間的連接能力得到了世界各軍事大國(guó)的廣泛重視，相關(guān)的研究和驗(yàn)證工作也在不斷的進(jìn)行中。

更強(qiáng)的組合不僅可以提供更強(qiáng)大、 更靈活的系統(tǒng)作戰(zhàn)能力， 而且可以為察打一體無(wú)人機(jī)提供更加靈活多變的作戰(zhàn)應(yīng)用模式。

3 結(jié)束語(yǔ)

察打一體無(wú)人機(jī)是為減輕或取代有人機(jī)的部分打擊任務(wù)而出現(xiàn)的，具有滯空時(shí)間長(zhǎng)，攻擊節(jié)奏快，是未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展的主流之一。 本文以美國(guó)、歐洲、中國(guó)等無(wú)人機(jī)技術(shù)強(qiáng)國(guó)的先進(jìn)察打一體無(wú)人機(jī)為研究對(duì)象， 對(duì)察打一體無(wú)人機(jī)的性能特點(diǎn)及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀展開(kāi)討論， 并對(duì)未來(lái)察打一體無(wú)人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)， 結(jié)果表明： 未來(lái)察打一體無(wú)人機(jī)將具有更強(qiáng)的隱身性、 智能性、聯(lián)合性，能夠適應(yīng)更加復(fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，以及更多的任務(wù)需求。